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      伸縮縫施工技術(shù)在市政道路施工中的應(yīng)用分析探討

      2023-12-11 12:52:02原晉林
      建材發(fā)展導(dǎo)向 2023年23期
      關(guān)鍵詞:徐變溝槽市政道路

      原晉林

      (山西建筑工程集團(tuán)有限公司,山西 太原 030002)

      在市政道路橋梁工程中,若伸縮縫施工技術(shù)不合理,伸縮縫處可能跳車,影響行車的平穩(wěn)性乃至安全性,且伸縮縫易由于車輛的反復(fù)沖擊而受損,因此提高伸縮縫施工水平至關(guān)重要,需要深入研究市政道路橋梁的伸縮縫施工技術(shù),確保伸縮縫的位置、尺寸、穩(wěn)定性、耐久性各方面均滿足工程要求。

      1 工程概況

      某市政道路橋梁工程,起訖樁號(hào)為K3+611.000~K4+166.000,全長540.0m。橋型布置為(65+110+180+110+65)m梁拱組合體系,橋面布置為4.5m(中央分隔帶以及吊桿錨固區(qū))+2×11.25m(車行道)+2×4.5m(慢行道及人行道)。市政道路橋梁A段采用46型和85型伸縮縫,屬于本工程的重難點(diǎn)施工內(nèi)容。

      2 伸縮縫相關(guān)參數(shù)的計(jì)算

      2.1 溫度變化

      在特定的溫度環(huán)境中,橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度分布不均,受溫度的影響程度各異,由于材料熱性能的變化,梁體端部可能出現(xiàn)角變位。橋梁的跨徑L≤8m時(shí),無需考慮線膨脹系數(shù),但大跨徑橋梁的設(shè)計(jì)中需要著重分析此項(xiàng)參數(shù),并考慮一般地區(qū)和寒冷地區(qū)的溫度變化范圍。

      2.2 混凝土的收縮和徐變

      混凝土具有收縮、徐變的特性,收縮、徐變的程度則與混凝土的配合比、坍落度、溫度、相對濕度、持荷時(shí)間等因素有關(guān)。在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力橋梁和鋼筋混凝土橋梁時(shí),均要考慮到收縮和徐變兩項(xiàng)指標(biāo)。收縮量按溫度下降20℃換算,徐變量按梁在預(yù)應(yīng)力作用下彈性變形乘以徐變系數(shù)的方式計(jì)算。

      2.3 伸縮量的計(jì)算

      考慮溫度變化和收縮徐變多項(xiàng)影響因素,分別計(jì)算各因素引起的伸縮量,方法如下。

      2.3.1 溫度變化引起的伸縮量

      2.3.2 收縮、徐變引起的伸縮量

      收縮引起的伸縮量:ΔLs=20×10·L·β

      徐變引起的伸縮量:ΔLc=(σp/Ec)·Φ·β·L

      式中:ΔLs、ΔLc分別為混凝土收縮、徐變引起的伸縮量;σp為預(yù)應(yīng)力混凝土的平均軸應(yīng)力;Ec為混凝土的彈性模量;φ為徐變系數(shù);β為收縮、徐變折減系數(shù)。

      3 市政道路橋梁伸縮縫施工技術(shù)應(yīng)用

      3.1 施工工藝流程

      伸縮縫施工流程,如圖1所示。

      圖1 伸縮縫施工工藝流程圖

      3.2 測量放線與切割

      1)在切割線兩邊粘貼膠帶,覆蓋彩色布條,防止切割時(shí)產(chǎn)生的粉塵污染周邊。切割人員嚴(yán)格按照測量放線進(jìn)行切割,控制切割范圍,切口整齊平滑,切割尺寸達(dá)到要求。切割后,檢查切縫兩邊的混凝土,要求兩部分平整、密實(shí),若局部存在懸空的情況,需重新切割,直至通過檢驗(yàn)為止。混凝土必須被完全切割,邊緣部位平順,不出現(xiàn)啃邊的情況。

      2)全面清洗路面鋪裝層,采取交通管制措施。開槽位置應(yīng)呈直角,切割面不可傾斜。

      3.3 間隙填塞

      1)填塞間隙前,做如下檢查:檢查支座,各接觸點(diǎn)位置合理,穩(wěn)定可靠;由于車輛荷載的反復(fù)作用,橋梁橋面承受較強(qiáng)的壓力,且施工過程中還受到機(jī)械設(shè)備碾壓的影響,部分預(yù)先埋設(shè)的鋼筋可能出現(xiàn)偏位、變形等問題,因此需要檢查埋設(shè)的鋼筋,根據(jù)檢查結(jié)果采取修正、補(bǔ)焊等處理措施,若局部明顯短缺或大幅度變形,采取植筋處理方法,深度不少于15cm;檢查伸縮縫水平部位的間隔,需符合設(shè)計(jì)要求。

      2)伸縮縫預(yù)留空間的填塞材料采用尺寸相配套的聚苯乙烯板,材料在起到填塞作用的同時(shí)還可充當(dāng)模板,方便混凝土澆筑。為保證后續(xù)施工的正常進(jìn)行,要求聚苯乙烯板結(jié)構(gòu)完整,連續(xù)填充伸縮縫的預(yù)留空間[1]。

      3.4 伸縮縫溝槽的修整

      伸縮縫施工受道路橋梁舊裝置的影響,為提供良好的伸縮縫施工條件,需要提前拆除道路橋梁的舊裝置。施工人員修整伸縮縫溝槽,控制溝槽的尺寸,并分析外界因素對伸縮縫施工的影響,盡可能排除干擾因素。精細(xì)修整伸縮縫溝槽,基本方法是:先用鋼絲刷初步修整伸縮縫溝槽,用高壓風(fēng)泵清理槽口,使溝槽的尺寸、干凈程度均滿足要求;在修整溝槽后,于溝槽口均勻涂抹底油,在施工現(xiàn)場設(shè)置防護(hù)設(shè)施,盡可能減小外部因素對伸縮縫溝槽的影響,以免出現(xiàn)伸縮縫溝槽受損、受污染等問題。

      3.5 伸縮裝置的安裝

      1)伸縮裝置的安裝進(jìn)度和安裝質(zhì)量受橋梁跨度、現(xiàn)場溫度及濕度等因素的影響,因此需要在安裝前檢查安裝環(huán)境,盡可能減小外界因素的影響,從而順利安裝伸縮裝置,并在安裝過程中加強(qiáng)檢查和管理,將伸縮值的誤差控制在2mm以內(nèi)。

      2)生產(chǎn)廠家加工好伸縮裝置后,檢測吊裝點(diǎn)位,設(shè)置醒目的標(biāo)記,以便現(xiàn)場安裝人員根據(jù)吊裝點(diǎn)位進(jìn)行安裝。向預(yù)留好的溝槽中安裝伸縮裝置,調(diào)整好位置,與預(yù)設(shè)中心線和橋梁寬度對齊。

      3)橋梁伸縮縫施工前,用5m直尺檢測橋面與裝置頂面的高差,根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行控制,使伸縮裝置頂面低于鋪裝層的尺寸最大值不超過2mm、最小值不低于1.5mm。

      4)不同型號(hào)的伸縮裝置涉及到的安裝細(xì)節(jié)有所差異,施工人員需根據(jù)實(shí)際情況做針對性的考慮,采取管控措施。以160型伸縮裝置為例,需考慮到位移保護(hù)箱的安裝位置,以調(diào)整預(yù)埋鋼筋位置的方式進(jìn)行控制,避免彼此間產(chǎn)生位置沖突。

      5)經(jīng)過檢測、調(diào)整后,確保高度及各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求,此時(shí)伸縮裝置的位置準(zhǔn)確,進(jìn)行固定。從中間向兩端點(diǎn)焊,由具有資質(zhì)的焊工負(fù)責(zé),保證焊接穩(wěn)定,若焊接過程中出現(xiàn)位移,需及時(shí)調(diào)整,必要時(shí)加焊,將伸縮裝置穩(wěn)定在指定位置。相鄰兩個(gè)焊點(diǎn)的距離需在1m以內(nèi),焊縫長度需在50mm以上。

      3.6 立模和混凝土施工

      1)立模。模板采用厚度為2mm的鋼板,固定材料采用錨固鋼筋和扎絲,填充物采用泡沫板。根據(jù)伸縮裝置的形狀加工出配套的模板,支設(shè)至指定位置,調(diào)整好相鄰模板間的位置關(guān)系,減小縫隙,確認(rèn)模板位置準(zhǔn)確后,進(jìn)行固定。

      2)混凝土澆筑與振搗。在伸縮縫裝置的兩邊鋪設(shè)塑料布或其它不透水材料,起到防護(hù)作用。嚴(yán)格檢驗(yàn)伸縮裝置的安裝情況,要求安裝位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠,確認(rèn)無誤后才可澆筑混凝土。根據(jù)澆筑進(jìn)度及時(shí)采取振搗措施,充分振搗至混凝土具有密實(shí)性和平整性為止,加強(qiáng)對拐角部位的振搗,使各類細(xì)節(jié)部位均穩(wěn)定可靠。施工人員控制好振搗設(shè)備的作業(yè)姿態(tài),不與模板、預(yù)埋件等已安裝好的材料發(fā)生磕碰。振搗結(jié)束后,用抹板進(jìn)行4~5次收光、抹壓、平整,而后用直尺檢測平整度,局部平整度不達(dá)標(biāo)時(shí),需做進(jìn)一步的調(diào)整[2]。

      3.7 橡膠條的安裝

      混凝土的實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后,安裝橡膠條。安裝前,檢查伸縮縫,清理縫內(nèi)的雜物,并清理限位板,避免因雜物的影響而導(dǎo)致橡膠止水條出現(xiàn)嚴(yán)密性不足、表觀質(zhì)量差等問題。根據(jù)安裝時(shí)的溫度靈活控制型鋼間隙,若橋梁實(shí)際伸縮量比設(shè)計(jì)伸縮量更大,需增加型鋼間隙,否則應(yīng)調(diào)小型鋼間隙。安裝時(shí)加強(qiáng)防護(hù),防止橡膠條受損。

      4 市政道路橋梁伸縮縫損壞原因與修復(fù)技術(shù)

      4.1 伸縮縫損壞原因

      橋梁伸縮縫設(shè)置在梁端構(gòu)造薄弱部位,加之其暴露于自然環(huán)境中,容易由于外界因素的影響而受損。對于伸縮縫損壞的原因,主要?dú)w結(jié)為設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)管理三大方面。

      4.1.1 設(shè)計(jì)方面的原因

      1)設(shè)計(jì)人員未周全考慮橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用環(huán)境,設(shè)計(jì)的伸縮縫規(guī)格、安裝位置等缺乏合理性,伸縮縫裝置無法正常使用,在活荷載作用下,T形梁橋面板的橫向聯(lián)系弱,伸縮縫難以充分發(fā)揮出應(yīng)有的作用,甚至由于較強(qiáng)的荷載而受損;2)設(shè)計(jì)人員未考慮環(huán)境因素對橋梁伸縮縫裝置的影響,該裝置安裝到位后,難以有效適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)變形,出現(xiàn)損傷,且此問題在大跨徑橋梁中體現(xiàn)得更為明顯;3)設(shè)計(jì)人員未全面了解伸縮縫裝置的性能,將此裝置固定于橋面鋪裝層中,日常使用中反復(fù)受到活載的影響,引起混凝土粘結(jié)力失效、開焊脫落等問題。

      4.1.2 施工方面的原因

      1)施工人員未嚴(yán)格按照圖紙要求進(jìn)行施工,伸縮縫裝置在受到車輛橫向剪切沖擊后可能出現(xiàn)損傷;2)施工人員未嚴(yán)格控制梁端伸縮縫的間距,實(shí)際安裝間距不滿足設(shè)計(jì)要求;3)預(yù)埋鋼筋的位置不準(zhǔn)確,鋼筋砸彎,校正形態(tài)異常的鋼筋后,鋼筋雖然可恢復(fù)原狀,但強(qiáng)度降低;4)混凝土拌制時(shí)摻入早強(qiáng)劑,由于此類外加劑的影響,混凝土實(shí)際強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,也有可能引起伸縮縫損壞問題;5)橡膠板缺乏平整性,過渡段混凝土振搗不密實(shí);6)伸縮縫裝置與混凝土結(jié)合部位缺乏平順性,車輛對伸縮縫的沖擊作用較強(qiáng),易導(dǎo)致伸縮縫裝置受損。

      4.1.3 養(yǎng)護(hù)管理的原因

      伸縮縫裝置較為脆弱,隨著使用時(shí)間的延長,容易受損,若養(yǎng)護(hù)管理不及時(shí)、不全面,未在源頭上處理細(xì)節(jié)問題,影響范圍持續(xù)擴(kuò)大,導(dǎo)致橋梁伸縮縫裝置明顯受損[3]。

      4.2 伸縮縫損壞的修復(fù)技術(shù)

      伸縮縫受損后,做好換新時(shí)的準(zhǔn)備工作,例如:熟悉安裝規(guī)范及施工圖紙,確定伸縮縫的實(shí)際情況;準(zhǔn)備待更換的材料和施工機(jī)具,伸縮縫運(yùn)送到場后,分類存放,由專人妥善保管。伸縮縫組裝成型后,采用雙點(diǎn)起吊的方法進(jìn)行吊裝。吊裝過程中不可發(fā)生磕碰。根據(jù)伸縮縫的受損情況,確定開槽寬度,在切縫兩側(cè)放置3m寬編織布,以免切縫過程中產(chǎn)生的石粉污染路面。切割范圍準(zhǔn)確,切縫整齊,切割深度以完全割透瀝青混凝土為宜,切割后,細(xì)致清理槽內(nèi)填砂及雜物。開槽深度超過12cm,用風(fēng)鎬開槽,鑿毛至堅(jiān)硬層,及時(shí)清理開槽、鑿毛時(shí)產(chǎn)生的粉塵以及其它雜物。

      在氣溫穩(wěn)定時(shí)安裝伸縮縫,若實(shí)際溫度與預(yù)期溫度差異較大,需調(diào)整組裝定位空隙值,保證定位寬度誤差不超過2cm,不同伸縮縫安裝溫度的型鋼間隙控制要求。

      吊裝伸縮縫裝置,位置對中后準(zhǔn)確安裝到位。若伸縮縫較長,根據(jù)長度劃分為多段,分段依次安裝,相鄰兩段緊密銜接至一體,共處相同的水平面,保持穩(wěn)定。焊接由具有資質(zhì)的焊工負(fù)責(zé),采用高質(zhì)量焊條,分段、分層有序焊接,焊后進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),清理焊渣。定位角通過螺栓穩(wěn)固在瀝青路面上,檢測縱橫坡,調(diào)整伸縮縫縱向直線度,若采取臨時(shí)固定措施,將用于錨固裝置的預(yù)埋鋼筋焊接焊點(diǎn),每隔3個(gè)鋼筋產(chǎn)生一個(gè)焊點(diǎn),按此間距依次進(jìn)行焊接固定后,再用鋼筋頭墊好綁扎鋼筋。

      對伸縮縫裝置進(jìn)行固定后,復(fù)測標(biāo)高,焊接錨固本體錨固板與預(yù)埋鋼筋。除同伸縮縫錨圈連接處焊接外,其它部位均采用鐵絲綁扎。橫向鋼筋的安裝可分兩段進(jìn)行,交錯(cuò)分布搭接面。異型鋼梁的錨固鋼筋與預(yù)埋鋼筋可焊接至一體,先焊接一側(cè),檢驗(yàn)后若無異常則焊接另一側(cè),焊接過程中及時(shí)用3m直尺檢測異型鋼的平整度,控制好焊點(diǎn)的位置,與型鋼的距離不少于5cm。伸縮縫的焊接采用手工電弧焊,確保焊點(diǎn)無裂紋、砂眼等缺陷,焊腳高度不小于4mm。焊接牢固后,取出臨時(shí)固定卡具,檢查鋼筋的分布情況,割除高于伸縮縫頂面的部分,使伸縮縫縫面與兩側(cè)待施工的過渡段及路面平順銜接。伸縮縫裝置安裝到位后、焊接前,加強(qiáng)現(xiàn)場防護(hù),避免伸縮縫裝置受到重載作用。伸縮縫裝置的間隙可填塞合適厚度的聚苯烯泡沫塑料,填塞嚴(yán)密,使模板安裝位置準(zhǔn)確、維持穩(wěn)定,進(jìn)而進(jìn)行混凝土澆筑、振搗等后續(xù)的施工活動(dòng)[4]。

      5 結(jié)語

      綜上所述,伸縮縫屬于橋梁的薄弱部位,伸縮縫的施工質(zhì)量直接影響到行車舒適性以及橋梁的耐久性,合理應(yīng)用伸縮縫施工技術(shù)尤為關(guān)鍵。設(shè)計(jì)人員需考慮橋梁的使用環(huán)境,進(jìn)行伸縮縫選型、安裝位置規(guī)劃等工作,施工人員按照圖紙及規(guī)范進(jìn)行施工,將伸縮縫裝置準(zhǔn)確安裝到位,并加強(qiáng)檢查,若發(fā)現(xiàn)伸縮縫受損,需分析具體原因,采取維護(hù)、換新等處理措施,保證伸縮縫的正常使用,發(fā)揮出伸縮縫在橋梁中的作用。

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